教你打造一架用“意念”控制的直升机

　　这个制作会向你展示如何拆开一架遥控直升机，然后修改它的远程控制硬件使之能够通过开源的电脑软件来控制。更重要的是，它可以通过常见的消费级 脑电图 头戴式感应器感应到人脑的专注和放松状态，进而控制直升机的飞行！

　　项目中用到的软件包含两个应用程序，Puzzlebox Synapse和 Puzzlebox Brainstorms 。前者连接到市售的消费级头戴式脑电图感应器，比如 NeuroSky MindSet 或者 Emotiv EPOC 。后者连接到从遥控器拆出的发射芯片上，依据Puzzlebox Synapse给出的信号向直升机发送飞行命令。这些软件（包括源代码）可以在 Brainstorms Puzzlebox 的网站下载。

　　1、材料和工具

　　○ 一架遥控直升机

　　○ 头戴式脑电图感应器，比如 NeuroSky MindSet 或者 Emotiv EPOC

　　○ USB转串口线，可以设置任意波特率

　　● 示波器

　　● 逻辑分析仪

　　● 烙铁和焊锡（可选）

　　● 连接线和万能电路板（可选）

　　● Puzzlebox Synapse和Puzzlebox Brainstorms软件

　　开始干活之前，拆解直升机。充电并安装好电池，确定所有部件都工作良好之后再开始检查或拆卸单个部件（译注：开拆前别忘了取下电池，不要带电拆卸）。你也应该事先熟悉直升机的基本控制，包括如何设置，基本控制和飞行特征。这里我们用的直升机是一架 Blade mCX2 。

　　2、 检查遥控器组件

　　首先要拆卸和检查遥控器电路板的组件。弄个显微镜记录制造商的名称和各种芯片的编号和数目可能是有用的，这对研究电路的功能和通讯协议的时候有帮助，可以在下一步用 示波器 或 逻辑分析仪 工作时节省时间。我们用的遥控器是 Blade MLP4DSM 。

　　遥控器上有4个控制飞行的遥控通道：

　　A. 油门（在空中上升/下降）

　　B. 升降舵（前进/后退）

　　C. 副翼（左右转向）

　　D. 方向舵（顺时针/逆时针旋转）

　　这两个操纵杆连接到 电位器 上，能够控制电位器的输出电压。电位器与电源相连，抽头连接到 Atmega88PA(＄1.3721) 单片机的端口上。

　　单片机测量输入电压，然后转换成 PCM 数字信号传送到发射芯片。发射芯片通过 Spektrum DSM2 协议和直升机进行通讯。

　　简要说明：这里的说明可能不是100%准确，但却是一个简要有用，易于理解的可视化说明方式。

　　把电类比成水可能会简单一些，水通过管道而不是电线或者电路板上的印刷线路流动。如果你测量水压或者管道中某点的水位，就相当于测量电压。管道的直径就是电路可接受的最大电压。测量在某一点单位时间内通过的水量相当于在电路中测量电流。想象高处不断落下的大水滴，这是一个高电压，低电流的电路。而一场爆发式的洪水，是一个相对低电压但是大电流的电路。也正是由于这一原因，放大器（它们放大电流）通常被认为比高电压还要危险一些。

　　这些电池充当着水源的角色，和水（电力）通过管道（电路）流动的目标。连接在遥控杆上的电位器起的作用就像管道中的阀门，能够改变之后管道中的水位（电压）。比如说，当油门摇杆处在最低的位置，相当于阀门的转子叶片完全关闭，所以管道中没有水流动（电压为0）。当摇杆在最高的位置，阀门开启，后面管道的水位（电压）则处在最高位置。

　　如果水管途中经过一个水轮，水轮转动时就能驱动直升机的旋翼。这里可以看出越多的水冲击水轮（电压越高），轮子和旋翼就转的越快，使直升机飞的越高。不过这里讨论的摇杆和电路在遥控器而不是直升机上，所以需要一些额外的中继步骤。

　　在这个假想的例子中，微处理器（单片机）测量管道中的流水水位。这个数字代表着电压和摇杆的当前位置。这个数字将被转换成数字格式并且通过发射芯片发射，数目对应于各操纵杆的这些数字发射到直升机以后，直升机上的接收器传送这些数据给微处理器，在那里数字信号最后转化成用于驱动浆叶和舵机的模拟输出。
将控制电路板连接到示波器#e#

　　3 、将控制电路板连接到示波器

　　利用一个示波器，我们可以探测微处理器和发射芯片之间通讯信号的特征。把示波器的探头轮流接到发射芯片的每个引脚和地线上，直到找出哪个脚用于信号传输，那些脚是电气地线。调整示波器的灵敏度将使显示的图像更加清晰可见。最重要的是，我们将可以确定我们的遥控器发送一个数字信号，而不是相反的 模拟信号 。

　　另外一点也很重要，就是我们可以测量数字信号的电平电压，来确保我们的USB转串口线可以产生和接收相同电平的信号。如果不是这种情况，就需要一个简单电平转换电路来变换信号电平，以适合现有的USB转串口线。

在第一幅